2023年机械设计大作业.pdf

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1、机械设计基础课程设计题目：二级圆柱齿轮减速器设计人:唐运广学 号：20230 2 72系 部:机 电 系专 业:机 电 一 体 化指导老师：温 智 灵完毕日期202 3 年 1 1 月 2 7 日教 师 评 语:目 录第1章 机 械 设 计 基 础 规 定 及 总 论.1.1 机械设计 c A D 设计 任务书.1.2 了 解 和 学 习 机 械 设 计 基 础.1 .3 总论.第 2 章 传 动 装 置 总 体 设计.2 .1 传 动 方 案 的 拟 定 及 说明.2 .2 电 动 机 的 选择.第3章参考资料目录.3.3 传 动 件 的 设 计 计算.3 .4 齿轮减速器的箱体结构尺寸.3

2、.5 轴 承 的 选 择 及 计 算.3.6 联 接 的 选 择 及 校 核 计 算.3.7 润 滑 与 密 封.第4章设计总结.1.1 总结一、课程设计的目的课程设计是机械设计课程的重要的的教学环节，是培养学生机械设计能力的重要实践环节。课程设计的重要目的是：（1）通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,树立对的的设计思想。（2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简朴机械设计的一般方法和环节。（3）提高学生的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机

3、辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。二、课程设计的内容和任务课程设计一般选择机械传动装置或一些简朴机械作为设计课题（比较成熟的题目使以齿轮减速器为主的机械传动装置），设计的重要内容一般涉及以下几方面：（1）初步拟定分析传动装置的设计方案；（2）选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数；（3）教学传动件的的设计计算，校核轴轴承联轴器键等；（4）绘制减速器装配图；（5）绘制零件装配图；（6）编写设计计算说明书。三、课 程 设 计 重 要 环 节：环节重要内容1.设计准备工作(1)熟悉任务书，明确设计的内容和规定；(2)熟悉设计指导书

4、有关资料图纸等；(3)观看录像、实物、模型,或进行减速器的装拆实验等，了解减速器的结构特点与制作过程2.总体设计(1)拟定传动方案；(2)选择电动机；(3)计算传动装置的总传动比，分派各级传动比；(4)计算各级的转速、功率和转矩3.传动键的设计计算(1)计算齿轮传动的重要参数和几何尺寸；(2)计算各传动键上的作用力4.装配草图的绘制(1)拟定减速器的结构方案；(2)绘制装配图草图(草图纸)，进行轴，轴上零件和轴承组合的结构设计；(3)校核轴的强度，校核滚动轴承的寿命；(4)绘制减速器箱体结构；(5)绘制减速器附件5.装配图的绘制(1)画底线图，画剖面线；(2 )选择配合，标准尺寸；(3)编写零

5、件序号，列出明细栏；(4)加深线条，整理面图；(5)书写技术条件，减速器特性等6.零件图的绘制(1)绘制齿轮类零件工作图；(2)绘制轴类零件工作图；(3)绘制其他零件工作图7.编写设计计算说明书编写设计计算说明书，内容所有计算，并附有必要简图；四、课程设计的有关事项本课程设计中应注意以下事项:1 .认真设计好草图是提高设计质量的关键草图也应当按正式的比例尺画，并且作图的顺序要得当。画草图是应着重注意各零件之间的相对位置，有些细部结构可先以简化画法画出。2.设计过程中应及时检查、及时修正设计过程是一个边计算、边绘图、边修改的过程，应经常进行自查或互查,有错误时应及时修改，避免导致大量的修改。3.

6、注意计算数据的记录和整理数据是设计的依据，应及时记录与整理计算数据，如有变动应及时修正，供下一步设计及编写设计说明书是使用。4.要有整体观念设计时考虑问题周全整体观念强，就会少出差错，从而提高设计效率1.2 了解和学习机械设计基础1.2.1 机械设计的基本规定机械设计零件的基本规定是零件工作可靠且成本低廉,所以必须注意：1、规定合理选择材料，减少材料费用；2、保证良好的工艺性，减少制造费用；3、尽量选用标准化通用化的设计，简化设计过程从而减少成本。机械设计的基本规定：1、实现预定功能；2、满足可靠性规定；3、满足经济性要；4、操作方便，工作安全；5、造型美观，减少污染。1 .2.3 机械设计的

7、内容和环节1、产品规划2、方案设计3、技术设计4、制造及实验。1.2.3 机械零件的失效形式和设计计算准则失效形式：1、断裂，2、过量变形，3、表面失效，4、破坏正常工作条件引起的失效。设计计算准则：1、强度准则，2、刚度准则3.磨性准则，4、散热性准则，5、可靠性准则。1.2.4机械零件设计的标准化、系列化及通用化。标准化给机械带来的好处：1、保证质量、节约材料、减少成本2、简化设计工作、缩短产品生产周期3、减少刀具和量具的规格4、简化机械的安装和维修1.3总论1.3.1课程设计的目的课程设计是机械设计课程的重要的的教学环节，是培养学生机械设计能力的重要实践环节。1.3.2 课程设计的重要目

8、的1.通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立对的的设计思想。2、通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简朴机械设计的一般方法和环节。3、提高学生的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CA D）能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。1.3.3 课程设计的内容和任务课程设计一般选择机械传动装置或一些简朴机械作为设计课题（比较成熟的题目使以齿轮减速器为主的机械传动装置），设计的重要内容一般涉及以

9、下几方面：（7）初步拟定分析传动装置的设计方案；（8）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（9）教学传动件的的设计计算，校核轴轴承联轴器键等；（1 0）绘制减速器装配图；（1 1）绘制零件装配图；（1 2）编写设计计算说明书。L3.4课程设计的有关事项本课程设计中应注意以下事项：1.认真设计好草图是提高设计质量的关键草图也应当按正式的比例尺画，并且作图的顺序要得当。画草图是应着重注意各零件之间的相对位置，有些细部结构可先以简化画法画出。2.设计过程中应及时检查、及时修正设计过程是一个边计算、边绘图、边修改的过程，应经常进行自查或互查，有错误时应及时修改，避免导致大量的修改。3.注意计算数

10、据的记录和整理数据是设计的依据，应及时记录与整理计算数据,如有变动应及时修正，供下一步设计及编写设计说明书是使用。4.要有整体观念设计时考虑问题周全整体观念强，就会少出差错,从而提高设计效率。计算及说明结果传动装置的整体设计设 计 题，目：二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器已 知 条 件：1.卷筒效率0.96（涉及卷筒与轴承的效率损失）；2.工作情况：两班制，连续单向运转，运动载荷平稳，运送带允许误差5%;3.使用折旧期2 023;4.制造条件及生产批量:一般机械厂制造，小批量生产设 计 工 作 量1.减速器装配图1 张（A 0 或 A1）2.低速轴和低速轴西轮的零件图各1张（比例1:

11、1）3.设计说明书一份，约 30页，1 万字左右分析和拟定1.传动方案分析1）一般工作机器通常由原动机、传动装置和工作装置三个基本职能部分组成。传动装置传送原动机的动力、变换其运动,以实现工作装置预定的工作规定，它是机器的重要组成部分.2）分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工作装置载荷、运动以及机器的其他规定，再结合各种传动机构的特点合用范围，加以分析比较，合理选择。3）在分析传动方案时注意用机械传动方式的特点及在布局上的规定带传动平稳性好，能缓冲吸震，但承载能力较低，宜布置在高速级.锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级链传动平稳性差，且有冲击，震动,宜放在低速级开

12、式齿轮传动的润发条件差，磨损严重,宜放在低速级4）传动装置的布局应使结构紧凄、匀称，强度和刚度好.并适合车间布置情况和工人操作，便于装拆和维修5）在传动装置总体设计中，必须注意防止因过载或操作疏忽而导致机器损坏和人员工伤，可视具体情况在传动系统的某一环节加设安全保险装置。2.传动方案拟定传动装置的设计方案通常由运动简图表达。它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传第关系。如下图即为运送机运动简图；传动方案为:二级斜齿圆柱齿轮传动传动方案的分析：1、在分析传动方案时应注意常用机械传动的特点及在布局上的规定：(1)带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；(2)链

13、传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级；(3)蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜；(4)开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，宜布置在低速级；(5)锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。2、常用减速器的类型及特点：(1)二级圆柱齿轮减速器：传动比一般小于5,使用直齿、斜齿或人字齿，传递功率可达数万千瓦，效率较高。工艺简朴，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。轴线可作水平布置、上下布置或铅垂布置。(2)二级锥齿轮减速器：传动比一般小于3。(3)二级蜗杆减速器：结构简朴，效率较低，合用于载荷较小、间歇工作的场合；蜗杆圆周速度VW45 m/s 时用蜗杆下置式，V 45 m/

14、s 时用蜗杆上置式。(4)二级圆柱齿轮减速器：传动比，使用斜齿、直齿或人字齿齿轮。结构简朴，应用广泛。展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，规定轴有较大刚度。分流式则齿轮相对于轴承对称布置，常用于较大功率、变载荷场合。同轴式减速器长度方向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，两级大齿轮直径接近，有助于浸油润滑。轴线可以水平、上下或铅垂布置。3、传动方案的拟定及传动简图的绘制：根据设计任务书中的设计任务及常用传动减速器的特点，我们可以选用二级斜齿圆柱齿轮减速器来设计为运送机的传动机构。其运送机的传动简图如下：6 5此图为二级斜齿轮减速器，应注意齿轮的润滑,以及齿轮的分布情况，以

15、便进行合理的布置。工作条件：使用年限8年,工作为两班工作制,载荷较平稳,一般机械厂制造,小批量生产;2 G)原始数据：滚筒直径2 6 0 m m;运送带工作速度V=l.4 5 m /s；运送带工作拉力18 0 0 N,卷筒效率0.8 1,运送带速度允许误差为5%。电动机的选择1、电动机类型的选择按已知的工作条件和规定知：用于运送机的电动机，一般选用Y系列自散式笼型三相异步电动机。2、电动机功率选择：选择电动机为:Y系列自散冷式笼型三相异步电动机(1)传动装置的总功率：n 总=n x n w3 2 2=n轴 承 x n齿 轮 x n联 轴 器 x n wx nq 9 2=0.9 9 x o.9

16、7 X 0.9 9 X 0.9 8 X 0.9 6=0.8 1(2)电机所需的工作功率：P =Pw/n=FV/woo n w 总=0.8 6=FV/IOOO n w n=2 3 5 0 X 1.4 5 /(1 0 0 0 X 0.8 1)=4 o 2 0 k wPd=3 o 8 4 k w3、拟定电动机转速:滚筒轴的工作转速为:nw=(6 0=(6 0=92 o 3按推荐的合理故合理总传动电动机转速的可选n 电动机符 合 这 一 范 E由 附 表 8.1 查出彳 1 0 0 0 v)/(100 0 X I.0 r /min.传动比范E比的范围方i范 围 为：=i 总 X nw=.苴的同步转自两

17、种合用Ji D35)/3 0 0 Jr目,取齿轮传动比i 尸35,又 ii=(1.3-1.5)i2,i 总=ii iz=62 0,则：3 0 OOr/m i n,再 根 据 计 算 出 f的 电 动 机 型 号，其技术参数及传动比比较情况见下:n 电动机=5531846方案电动机型号额定功率电 动 机 转 速(r /mi 传动装置 的总传不 比电 动 机 型 号：P e d/kv同步转速满载转速总传动比带齿轮Y 1 60 M 2-81Y1 3 2MZ-(5.5100096010.43.202.822Y1 6 0M2-5.57507 2 07 J 32.762.11综 合 考 虑 电 动 机 和

18、 传 动 装 置 尺 寸、重量案 知：方 案 1 电 动 机 转 速 较 高，但 总 传 动 比 大，因 此 选 定 电 动 机 型 号 为 Y11 2 M-4,所选电动机额员nm=1 4 4 0 r/m i n,总 传 动 比 适 中，传 动 装 置 结 7和 安 装 尺 寸 如 下 图 和 表 格 所 示：以及减速器的传动t传动装置尺寸大;故己功率为Ped=4 kv勾较紧凑。所 选 电 W匕 比 较 两 d:方案2 较好，满载转速力机的重要处中心高外形尺寸LX(AC/2+AD)X底脚安装尺寸AXB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DX E装键部位尺寸FXGD1 1240 0 X 3 05X 2651

19、 9 0 X 1401228X 608 X31n m=9 2.30r/min计算传动装置的运动和动力参数各轴转速由公式得：I 轴:ni=八=720 r/m i nII 轴：nn=n i/ii=7 2 0/7.8=92.3 r/m i nDI轴：nm=nn/i2=92.30/2.2 6=42.67r/m i n卷筒轴：n w=nin=4 3 r/min各轴输入功率由公式，得：I 轴：Pl=PdX noi=P d X n 联 轴 器=4.2x 0.9 9=4.032 kwn 轴：P u=PiX n i2=Plx n 轴承,义n 齿 轮=4.032X0.9 9 XO.9 7=3.8 7kwDI轴：P

20、m=Pn x 1123=2.6 6X n 轴承x n 齿 轮=3.87X 0.9 9X0.97=3.67 kw卷筒轴：Prv=PinX n 34=Pm Xn轴承x n 联 轴 器=3.6 7X0.9 9 XO.99=3.5 4 kw各轴输入转矩由公式计算电动机轴的输入转矩T dTd=9 5 5 0 X Pd/n m=5.57X104N.m m齿宽系数故 I 轴：Ti=TdX n 联 轴 器=5.5 7X 1 04 X 0.99=4.17X104N.mm巾 d二 1初选螺旋角8=12II轴：Tn=TiX n 轴 承 n 齿 轮=4.17X 1 04 X0.992X0.9 7=3.2 0 X1 0

21、HI 轴：Trn=T nX n 轴 承 x n 齿 轮=3.20Xl()40.99X0.9 7=2.7 0 X1 0卷筒轴：Tiv=TmX n 轴 承 X n 联 轴 器=2.3 0 X104X0.9 9 X 0.99=2.26Xm运动和动力参数的计算结果列于下表：电动机轴I 轴 II轴 I II轴 卷筒轴转速 n/(r/mi7 209 2.387.J8 6.687.9输入功率P/4.24.0 23.8 73.673.54输入转矩T(N.mm)5.57X1044.17X1 043.20X 1 2.7 0X1042.26X104传 动 比i7.82.762.532.1 1效 率n0.9 60.9

22、 50.9 60.9 8斜齿圆柱齿轮传动的设计高速级斜齿轮的设计选择齿轮材料及精度等级因传递功率小,选用软齿面齿轮组合。小齿轮用4 5钢调质,硬度为22 0 250HBs;大齿轮选用4 5钢正火，硬 度 为1702 10HBS。由于是普通减速器，由常见机器中齿轮精度等级表选用8级精度,规定齿面粗糙度为Ra 3.26.3um。按齿面接触疲劳强度设计按 斜 齿 轮 传 动 的 设 计 公 式 型:町咨T&河-11 J WdU拟定有关参数与系数：积极轮转矩：Ti=T i=5.5 7 X 1 04N.mm载荷系数查载荷系数表，知：取K=1.4齿 数Zi、螺旋角B和齿宽系数。d由于是软齿面传动，小 齿

23、轮 齿 数Z尸2 0,贝！J:Z2=iiX Z2=7.8 X 2 0=156由齿宽系数表，知：小d=1初选螺旋角8=13。许用接触应力由齿轮接触疲劳极限图知：cTwliml=5 60MPa,rwlim2=5 30MPa.由安全系数表，查得：SH=1T V,=6 0 n j=60X 1 4 40X 1 X(8X 52X8 0)=2.87X10，N?=N J z,=2.87X1 0 74.42=6.50X 108由接触疲劳寿命系数坐标图,得：分度圆直径：4=40mmd2=USmm齿宽：b2=40mm瓦=45mm当量齿数:Z1=21Z 2=697-1 7-1乙MFI-1 乙NT2-1,由齿面接触疲劳

24、许用应力公式,得:aH =Z一0 m i=5 6 O M P a ,S H口 2=-,2 b m im 2=5 3()M P a.SH由斜齿轮设计公式，得:,、3d i2i3KT1(“1l.lx2.52xl04 x(4.42+l)x=3 5.1 5 1 m m1X 4.423.17x189.85302d,cos/?35.251 xcosl2 1-=-=1.326 mm乙26由渐开线齿轮模数表，取标准模数/%=L 75mm.(3)重要尺寸计算加“亿+Z,)1.75x(26+115)sc c ca=八-=-L=109.02zm2cos夕 2xcosl2将中心距圆整成1 1 0m m,则：%伍+Z,

25、)1.75x(26+115)l i na=-=-=110mm2cos/7 2xcosl20=cos月=0.975 n/7 =12.839=125020,/Z|1.5x26.d.=-=-=4Qmmcos/7 0.975L5xll5=178m m cos。0.975b=中 d =1 x 40=40mm取%=4O/?#Z7,贝!4=%+5=45mm,h-40mm.(4)按齿根弯曲疲劳强度校核由公式得出.，假 如 以%,则校核合格。拟定有关参数和系数：许用弯曲疲劳强度：b j =62MPaaF2=146Mpa齿根弯曲疲劳强度为：如r 1=522nMp a(yrF Zy-54.4SMPa齿 轮 圆 周

26、速 度为：V=3.0m/s齿轮精度为8级7当量齿数Z y1为：=邑=2 1C O S P齿形系数分 由标准外齿轮齿形系数表,知：Y l=2.9 6 1 Y 2=2.2 7 5应力修正系数由标准外齿轮应力修正系数表，知：Y l=l.5 8 Y 2=l.7 5 3许用弯曲应力%由实验齿轮弯曲疲劳极限坐标图,查得:*=2 1 0 M R-1 9 0”收由安全系数表，查得：Y=0.9由弯曲疲劳寿命系数，查得：=Ym=l由齿根弯曲疲劳许用应力公式，得：=XvriOFlim lSF丫 河2。1012S F1.31 9 0MPal46MPa1.3由齿根弯曲疲劳强度公式，得:低速级小齿轮转速为：%=3 2 5

27、 r/m i n1.6 K 7；“1.6 x1.l x2.5 2 xl 04。“，一aFF,.=-Ly/?IK.=-x 2.5 8 x1.6 1bmndl s i 4 0 x1.5 x4 076.7 6 M P a 7r j =1 6 2 MPabmna1.6 x1.l x2.5 2 xl 044 0 x1.5 x4 0 x 2.1 7 x1.8 2 1=7 3.0 2 MP a c rF 2=1 4 6 MPa由以上计算结果，知：齿根弯曲强度校核合格。(5)验算齿轮圆周速度V1 7四 3.1 4 x4 0 x1 4 4 0 /V -=-=3.0 1 m/56 0 x1 0 0 0 6 0 x

28、1 0 0 0由常用精度等级齿轮的加工方法，可知:选用8级精度是合适的小齿轮转矩为：T n=2.4 0 X 1 04N.n un(6)几何尺寸计算及绘制齿轮工作图:高速级齿轮传动几何尺寸如下名称计算公式结果/m m法面模数M n1.85法面压力角2 0 螺旋角B.1 2.8 3 93分度圆直径440d2178齿顶圆直径dal43da2=d2+2hjmn181齿根圆直径df=d、-2h36df2=由 一1 74中心距齿宽一 叫(Z|+Z 2)C l 一2 c o s 尸11 0b2=b40b=b2+(5 1 0 )m m45载荷系数：K =1.4齿数:Z 3=2 1Z4=6 3初选螺旋角夕=9。

29、低速级斜齿轮的设计由前面的表格,知：低速级斜齿小齿轮转速为4 =3 2 5 r/m i n低速级斜齿轮传动比为：z2=3.1 6传递功率Pn=3.6 1 k w选择齿轮材料及精度等级因传递功率小,选用软齿面齿轮组合。小齿轮用4 5 钢调质,硬度为2 2 0 2 5 O H BS;大齿轮选用4 5 钢正火,硬度为1 7 0 2 1 O H B S o 由于是普通减速器，由常见机器中齿轮精度等级表选用8 级精度，规定齿面粗糙度为R aW 3.2 6 .按齿面接触疲劳强度设计按斜齿轮传动的设计公式可得：低 速 级 齿 轮 模数：mn=1.75nvn町（“土 哈 号 小 河 _ _ _ _ _ _V

30、M 1V W d U拟定有关参数与系数：小齿轮转矩：T 3=2.4 0义1 O N.m m载荷系数查载荷系数表，知：取=1.1齿数Z、螺旋角B和齿宽系数2 d由于是软齿面传动，小齿轮齿数Z 3=26,贝U：Z4=i2XZ3=2 6 X 3.16=8 3由齿宽系数表，知：Tf/=1.1初选螺旋角夕=9许用接触应力口由齿轮接触疲劳极限图知：。嬴i=5 6 0 M P a,7；/li m2=5 3 O M P a.低速级中心距：ci=90mm螺旋角：夕=8 0 3 6 T低速级齿轮分度圆直径：4=34mmd4=11 Omm.h,=42mm齿宽：3b4=37 mm由安全系数表，查得：SH=1当量齿数:

31、z：L 3 5Z；2=U5N；=6 0 nj 4=6 0 X 3 2 5 X 1 X(8 X 5 2 X 8 0)=6.4 9 X 1 08N；=N；&=6.3 9 X 1 0 7 3.1 6=2.0 5 4 X I O8由接触疲劳寿命系数坐标图,得：f f7-1 7-1 1乙N T1 1，乙 N T2-1 x由齿面接触疲劳许用应力公式，得：f 1 f raH =Zm /=56（）M PA,%=早陋=S H5 8 3 M P a.由斜齿轮设计公式，得：ch2K W+l)xS.1 7 Z.%，3l.lx 2.4 0 x l04 x(3.1 6 +l)x 3.1 7 x 1 8 9.8?I 5 6

32、 0 )1.1 x 3.1 6齿根许用弯曲疲=34.4 0 mmmd3 cos(3,34.40 xcos90 一n=-=-=1.306 mm Z3 26由渐开线齿轮模数表，取标准模数%=1.7 5mm.(3)重要尺寸计算a,=m；-,(Zj3+Z卢4)=-1-.-7-5-x-(-2-6-+-8-3-)-=n9n0.n0c5mm2 c o s 2 x c o s 9 将中心距圆整成100mm,则：a,=/i 6 iFI bmnd3 F l 51 3 4 x 1.3 0 6 x 3 7=1 0 6.7 9M P aCT/I=1 62M Pa=L6Kz 异以 1.6x1.1x2.40 x104、2.

33、2 1 9x 1.7 8 4心 bm；,d3 2 s 2 3 4 x 1.3 0 6 x 3 7=1 0 1.7 8 MP a 1.2 6 ,取 A i=l 0齿轮端面与内箱壁间的距离 2 8 ,取 A z=9箱盖、箱座肋厚m i、mm产 0.8 5 6 1；m 0.8 5 8轴承端盖外径D2D+（5 5.5）d 3,D 一轴承外径（嵌入式轴承盖尺寸见表4.5）轴承旁连接螺栓距离s尽量靠近，以M d 和M t h互不干涉为准，一般取S=D2轴的设计1、高速轴的设计计算由前面的已知条件，知：I 轴传递功率P I =3.8 4 k w,高速轴积极齿轮转速n i=1 4 4 0 r/m in,分度圆

34、直径d i=4 0 m m.由斜齿圆柱齿轮的强度计算公式，得：尸 一/“一 4心=尸“吟cos/?F ai=尸 t a n 其中 Tx=2.5 2 x 1 O47 V nvn,d=40 nvn.al t=2 0/=1 2 ,r 2 x2.5 2 x1 0 1 2 6 Q4 0贝!1：JF,=1 2 6 0 x-5-=4 6 8.8 7 Vcosl20Fa=1 2 6 0 xt a n l 2 =2 6 7.8 N即高速轴积极齿轮圆周力为1 2 6 O N,径向力为4 6 8.8 N,轴向力为26 7.8 N.（1）选择轴的材料，拟定许用应力由已知条件，知：减速器高速轴传递的功率属于小功率，对材

35、料无特殊规定,故选用4 5钢并经正火解决。由“轴的常用材料及其部分机械性能”表，查得强度极限与=600再由“轴的许用弯曲应力”查得许用弯曲应力 b_1/=55MRz o(2)按扭转强度估算轴径根 据“常用材料的卜 值和C值”表,查得：C=1 0 7 1 1 8.由轴的设计计算公式，得：d c f i =(107-1 1 8)=18.920.9V n V1440考虑到轴的最小直径处呀安装联轴器，会有键槽，故将估算直径增大3%5%，取为1 9.3 6-2 1.9 5 mm,由设计手则取标准直径5=3 5 mm(3)轴的结构设计及绘制结构草图由于减速器为二级减速器，将齿轮布置在箱体1/3处，将轴承对

36、称安装在齿轮两侧,轴的外伸端安装半联轴器。1)轴上零件的定位，固定方式和装配要拟定轴的结构形状，必须先拟定轴上零件的装配顺序和固定方式。参考图14.8,拟定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全拟定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装与齿轮的两则，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。2.拟定轴各段直径和长度轴 段1外伸端直径最小，d l=35mm;考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段2上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2)上安装轴承，轴段2中间轴齿轮强度必须满足轴承内径的标准,故取轴段2的直径d2为2 8,同理可拟定轴段3和

37、4参数：的直径d3=45mm d 4=50mm,为了便于拆卸左轴承，可查出6207型圆锥滚子轴承的安装高度为3.5mm,取d5=3 5 mm。3.拟定各轴段的长度齿轮轮毂宽度为45mm,为保证齿轮固定可靠，轴段3的长度应略短于齿轮轮FI2=283.IN工2=105.3NFa2=60.2N毂取为5 8 m m,齿轮端面与箱体内壁不相碰,齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的距离，取该间距为1 7 m m,为保证轴承安装在箱体轴承的孔中（轴 承 宽 度 为：0.7 5 m m）并考虑轴承的润滑,取轴承端面距箱体内壁的距离为5 m m,所以轴留4的长度取2 2 m m,轴承支点距离L=1 7 5 m m,

38、根据箱体结构及联轴器距离轴承诺%=1 4 8 2.3 N640.8N由绕A点力矩和工/八丫=。，得：283.1 1 48 2.3=47.25FI2+（47.25+57）f；3/（47.25+57+60）=102 2.26NC截面处的弯矩为：MCH=x 47.25=640.8 x 47.25=2.86D截面处的弯矩为：i J n t i nx 60=1022 26 x 60=6.13 x 1（P N mm作垂直面的弯矩图（图d）,求垂直面（XZ面）支点反力。由平面平行力系，得：产A Z =。!X z=0*-AH1水平面受力AH1水平面受力R AH1低速轴齿轮强度参数：FI4=2263N=(1 0

39、 7-1 1 8 )J 型=3 4.5 5 3 8.1 1 m mV n V 1 0 3考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加 大 3%5%,取 为 3 5.5 8 4 0 .(H m m。同时考虑到该处轴径尺寸应大于中间轴轴径，取低速轴最小直径为&=3 6%。设计轴的结构并绘制结构草图将低速轴布置在箱体内部顶部，将轴承分别安装在齿轮的两侧,轴的外伸端安装半联轴器。d2=4 0 相 机=tZ8=45 nlmd4=d6=54 m md5=6 0/2 1/2 1dj=4 7.2mm轴 承 支 点 距 离为：I 1 5 2.7 5 m m其他参数如下：r=55mmln=82m

40、m水平支反力：F HA=8 2.8 7 V 弓B=1 4 3.5 N拟定轴上零件的位置和固定方式要拟定轴的结构形状，必须先拟定轴向零件的装配顺序和固定方式。轴上零件为齿轮4,而齿轮4的齿顶圆直径I。4 =156加 46 7 20/z具有足够使用寿命。3、低速轴的轴承寿命校核计算，验算轴承寿命因片46 7 20/?具有足够使用寿命。卜一、减速器附件的结构设计、润滑及密封1、减速器附件的结构设计（D窥视孔和窥视孔盖：窥视孔开在便于观测传动件啮合区的位置，尺寸大小适宜，便于观测，窥视孔盖用钢板制成和箱体之间加密封垫片密封，孔盖用M 8螺钉紧固。（2）放油螺塞：放油孔设在箱体的最低处将箱体的内底面设计

41、成向放油孔方向倾斜1.5 ,在其附近开出一个小凹坑，选 用M 1 8 X 1.5 J B/Z Q 4 4 5 0-8 6六角螺塞，并选用橡胶将其密封。（3）油标：轴承的润滑采用飞溅润滑轴承的密封采用J型橡胶密封设立在低速级传动件附近(便于检查池量油面较稳定处)选用带有螺纹的杆式游标，并且在标尺外装上隔套，选用Ml 2 的杆式游标。(4)通气器：在窥视孔盖上安装通气器,选用M16X 1.5 的有过滤网式通气器。(5)起盖螺钉：起盖螺钉的螺纹长度大于箱盖连接凸缘的厚度，钉杆端做成圆柱形,加工成大倒角，选用M6的起盖螺钉。(6)定位销：保证剖分式箱体轴座孔的加工与装配精度，提高定位精度销间的距离适当

42、远些，选用M 6 的圆锥定位销。(7)吊环螺钉、吊耳和吊钩：由表1 4.3 起重吊耳和吊钩选取合适的量。2、润滑剂及润滑方法的选择(1)齿轮的润滑：由于传动件的圆锥速度小于1 2m/s,故选择浸油润滑，传动件的浸油深度不超过其分度圆半径的1/3,取浸油深度20mm,大齿轮顶到池底面的距离大于40mm()(2)轴承的润滑：采用飞溅润滑,运用转动的齿轮把润滑油甩到箱体的四周内壁上,在箱体开设油沟，并且在端盖端部开槽，避免油路堵塞，在轴承装装置挡油板。3、密封轴承的密封采用J 型橡胶密封,可用于脂润滑和油润滑的轴承中，安装时应注意油封的安装方向，当以防漏油为主时，油封的唇边对着箱内；当以防外界灰尘、

43、杂质为主时，唇边对着箱外；当两油封相背放置时,防漏防尘效果都好。为使油封安装方便，轴上可做出斜角第 三 章 其 他 有 关 数 据 见 装 配 图 的 明 细 表 和 手 册 中 的 有 关 数 据第 四 章 参 考 资 料1.陈立德.机械设计基础.第2版。北京:高等教育出版社，2.机械设计师手册编写组.机械设计师手册.北京:机械工业出版社。3.吴宗泽，罗圣国。机械设计课程设计手册.第2版.北京：高等教育出版社。4 .周元康。机械课程设计。重庆大学出版社5.杨可桢 程光蕴。机械设计基础.第4版总 结这次课程设计是我第一次独立的进行比较完整的设计。通过课程设计，把原先获得的一些理论知识很好的结合

44、起来，诸如：机械制图、工程力学、金属工艺学、公差与配合等，在设计过程中综合并加以应用，使它们得到了重温。尽管其中也许具有诸多局限性之处机械设计课程设计大作业，使我理解了许多在学习过程中自己没办法理解的调侃，懂机械装备及其中的零件搭配要领，结识到参考资料的重要作用。通过课程设计使我们综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立对的的设计思想。注意创新精神和实践能力培养的基础性，使培养创新实践活动的设计和规定符合学生的生理和心理特点,以发掘的创新潜能、弘扬的主体精神、促进个性和谐发展为宗旨，对培养目的、培养模式进行整体优化。通过课程设计的实践，培养我们分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简朴机械设计的一般方法和环节。提高我们的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机 辅 助 设 计（C A D）能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。由于时间紧迫，所 以 这 次 的 设 计 存 在 许 多 缺 陷，齿轮的计算不够精确等等缺陷，我 相 信，通过这次的实践，能使我在以后 的 设 计 中 避 免 很 多 不 必 要 的 工 作，有 能 力 设 计 出 结 构 更 紧凑，传动更稳定 精 确 的 设 备。